中深孔爆破处理大规模复杂采空区的应用实践.pdf

矿业快报 SerialNo．444 EXPRESSINFORMATl0N 总第444期 June．2006 0FMININGINDUsTRY 2006年6月 中深孔爆破处理大规模复杂采空区的应用实践 张五兴千海洪 (洛阳栾川钼业集团矿山公司) 摘要：利用弹塑性有限元理论，采用对剖面进行模拟计算的方法，科学得出地下采空区的顶 板安全厚度；选择中深孔爆破崩落围岩法成功处理了大规模复杂采空区，为洛钼集团的发展状大消 除了隐患，扫清了障碍，为同类矿山的空区处理及安全厚度的确定提供了参考根据。 关键词：弹塑性有限元；顶板安全厚度；中深孔爆破；装药结构；大规模复杂采空区 洛钼集团矿山公司是地下开采转为露天开采的 理力学参数，选取若干剖面作为模型计算剖面，用逐 大型钼钨矿山；由于20世纪70～80年代地下有序步开挖法对不同开采标高时所对应的顶板厚度进行 和无序开采已形成1017．2万余m3的地下采空区，应力状态模型试验得出如下结论。 而且标高不一、分布杂乱、形态各异、规模巨大，给矿 (1)通过计算，顶板厚度为15m时，空区顶板中 山的正常有序开采和安全生产带来了难以愈越的障 央下部出现拉破坏，露采地表开裂，空区顶板处于不 碍。严重制约矿山的正常发展。曾被国家安全局列 安全状态。 为重大安全隐患研究治理项目。 (2)顶板厚度为18m时，露采地表开裂，井下出 1概况 现破坏，但如果考虑放炮时的冲击荷载，铲装作业时 本次中深孑乙爆破处理的采空区位于洛钼集团矿 的动荷载是很难保证空区顶板安全的。 山公司露天采场中部横97～15线，纵XXⅢ～×× (3)顶板安全厚度h=1／2H(H为空区跨度)。 V线之间，主要在1342m水平处理原地下开采的 (4)放炮时的冲击荷载，铲装作业时的动荷载其 11017 11037 11057 1107初12027 1204、1206、1208m作用不可低估，在现有技术条件下，无法定量分析、 等8个大型深采矿房的联合体，矿房间柱大部分已 考虑到其它未涉及的影响因素及安全储备，推荐顶 板安全厚度为24m。 不存在；爆区为长方形，爆区长110m，宽80m，面积 2．3安全厚度的确定 8800m2，采空区高度30m，空区体积158400m3；设 计总装药量174．0t，爆破量21．6万m3。 采用二维弹性有限元法计算的空区顶板安全厚 2空区顶板安全厚度的确定 度为24m，但考虑到采空区范围大，采用顶板厚度为 2．1确定方法 30m，即在1342m水平处理。 顶板安全厚度的计算一般采用某种计算方法并 3爆破方案设计内容 尽量多地考虑各种影响因素，然后再根据客观存在 3．1地质情况 的情况予以修正，即用定量加定性分析的方法确定。 本次爆区岩性主要为硅灰石角岩，f=18--20， 洛钼集团矿山公司采场地下采空区是利用二维弹性 它富含节理、裂隙，另外爆区内有几条破碎带通过， 有限元法计算空区顶板最小安全厚度。 对采空区处理有很大影响。 2．2计算依据 3．2孔网参数及施工要求 露天采矿活动即是减小空区顶板的厚度。顶板 因本次处理空区规模较大，采用一台KY一250 的厚度减小到一定程度时，在自重荷载的作用下，顶 型牙轮钻机和一台西140型高风压潜孑L钻机进行联合 板中